环境管理_环境规划培训教材

第十三章 环境规划,,本章主要内容,环境规划概述,1,环境规划方法简介,3,环境规划程序和主要内容,水环境规划实例,,第一节 环境规划概述,环境规划的含义,为了使环境与社会经济协调发展，把“社会-经济-环境”作为一个复合生态系统，对人类自身活动和环境所做的时间和空间的合理安排。,概念,从20世纪80年代初开始在一些大城市正式开展。 1984年我国正式将环境规划纳入城市总体规划体系。,产生和发展,保证环境目标（环境质量）或不超过环境容量的前提下，使所有效益和损失的总和为最大。,原理,环境规划的作用,促进环境与经济、社会可持续发展； 保障环境保护活动纳入国民经济和社会发展计划； 合理分配排污削减量、约束排污者的行为； 以最小的投资获取最佳的环境效益； 实行环境管理目标的基本依据之一 。,环境规划的基本任务,全面掌握地区经济和社会发展的基础资料，编制地区发展的规划纲要 搞好地区内工农业生产力的合理布局 合理布局污染工业体系，形成“工业生产链” 充分合理利用资源，提高资源利用率 搞好环境保护，建立区域生态系统的良性循环 制定环境保护技术政策,环境规划的类型,按规划时期划分,长期环境规划,中期环境规划,短期环境规划,一般在10年以上,一般510年,一般5年以下， 主要为年度计划,按规划性质划分,生态规划,污染综合防治规划,专题规划（如：自然保护区规划）,环境科学技术与产业发展规划,生 态 环 境 规 划,森林生态,草原生态,海洋生态,环境 污染 防治 规划,大气污染防治规划,按环境要素划分,水污染防治规划,固体污染防治规划,噪声污染防治规划,土地资源环境,按行政区划和管理层次划分,,第二节 环境规划程序和主要内容,环境规划程序,环境规划的主要内容,环境调查与评价,环境预测,环境功能区划,环境规划目标的确定,环境规划方案的设计,实施规划的保证措施,,环境特征调查及生态登记 自然环境特征：规划区的土地状况、水系、水文、气象、植被、矿物资源、能源等； 经济社会环境特征：规划区人口状况、资源优势和利用状况，产业结构与布局、经济规模及科技情况等； 生态登记,环境调查与评价,,污染源调查 工业污染源 生活污染源 交通污染源 农业污染源 环境质量评价,,社会经济发展预测 环境污染预测 生态环境预测 环境资源破坏和污染的经济损失预测 环境治理和投资预测,环境预测,,综合环境区划 按环境要素分项环境区划,环境功能区划,,质量目标 包括大气、水、噪声及生态环境目标，由一系列表征环境质量的指标来体现。 环境污染总量控制目标 以环境容量为限度，控制污染物排放量，制定各行业削减目标。,环境规划目标的确定,,规划技术路线 工业污染防治规划路线 城市环境综合整治 环境规划设计和优化 根据设计依据，提出污染综合防治方案，即大气、水、固废、噪声等污染综合整治方案，生产力布局及产业结构调整，自然保护等。,环境规划方案的设计,,目前这类保证措施主要是一些环境保护的技术政策和环境法规。,实施规划的保证措施,,第三节 环境规划方法简介,预测方法,评价方法,社会经济发展预测,我国人口预测常用的模式为 式中：Ntt年的人口总数； Nt0t0年时的人口数，即预测起始年的人口基数； k人口自然增长率。,人口预测,预测方法,,我国GDP预测常用的模式为 式中：ZGDPtt年的GDP数； ZGDP0t0年的GDP数，即预测起始年的GDP数； aGDP年增长速率（%）。,国内生产总值（GDP）预测,,按人们生活中衣食住行对能源的需求来估算生 活用能的方法。根据调查得知： 每人每年消费量为0.4t标准煤时只能生存； 每人每年消费量为1.21.4t标准煤时可以满足基本生活需要； 现代化社会，每人每年消费量不低于1.6t标准煤。,能耗预测,人均能量消费法,能耗增长速度 式中：能耗增长速度；工业产值增长速度。 能耗预测公式 式中：Et规划期t年的能耗量；E0起始年能耗量。,能源消费弹性系数法,一般来说，在国民经济高速发展时期，弹性系 数e大于1，甚至超过2；随着国民经济的发展，弹性 系数e下降，大都低于1，一般为0.41.1。,,大气污染源源强预测,预测源强的一般模型： 式中：Qi源强； Wi燃料消耗量； i净化设备对污染物的去除效率； Ki污染物排放因子。,预测方法有弹性系数法、回归分析法、灰色预 测等。,工业耗煤量预测,式中：ES预测年取暖耗煤量，104t/a； S预测年取暖面积，m2； AS取暖耗煤系数，t/m2。,民用耗煤量预测,,式中：GSO2SO2排放量，t/a； W燃煤量，t/a； S煤中的全硫分含量，%。,SO2排放量预测,,式中：G尘烟尘排放量，t/a； A煤的灰分，%； B烟气中烟尘的质量分数； W燃煤量，t/a； 除尘效率，%。,烟尘排放量预测,大气环境质量预测,箱式方法预测模型为 式中：大气污染物浓度预测值，mg/m3； 0预测区大气背景浓度值， mg/m3； Q面源源强，t/a； u进入箱内的平均风速，m/s； L箱的边长，m； H箱高，即大气混合层高度，m；,箱式模型,,主要适用于城市家庭炉灶和低矮烟囱分布不均 匀的面源。 一般对一个城市可以划分为若干个小区，把每 个小区看作是一个箱子，利用箱式模型计算。,箱式模型,,高斯扩散模型 多源扩散模型 线源扩散模型 面源扩散模型 总悬浮微粒扩散模型 灰色预测模型 ,其他模型,,水污染源预测,式中：Wt预测年工业废水排放量； W0基准年工业废水排放量； r工业废水排放量年平均增长率； t时间间隔。,工业废水排放量预测,,式中：Wi预测年某污染物排放量，t； qi预测年工业废水排放量，104m3； q0基准年工业废水排放量， 104m3； B0含某污染物废水排放标准或废水中污染物浓度，mg/L； W0基准年某污染物排放量，t。,工业污染物排放量预测,,生活污水量预测,式中：Q生活污水排放量，104m3； A预测年人口数，万人； F人均生活污水量，L/d人。,水环境质量预测,水质相关法,水质模型法,水质流量相关法,灰色预测模型,多元回归分析,完全混合模型,一维河流水质模型,BOD-DO耦合模型,水质流量相关法,该方法将流量作为影响水质的主要因素，与水 质参数建立相关关系，如下： 式中：Lt有机污染物总量，kg/s； LR难降解有机污染物量，kg/s； La易降解有机污染物量，kg/s； K常数； Q流量，m3/s； n比例常数。,多元回归分析,设河流或湖泊中某污染物y与其影响因素x1， x2，xm之间存在线性相关关系，如下： 式中：河流或湖泊中某污染物浓度，mg/L； a，b1，b2，bm待定系数； x1，x2，xm影响河流或湖泊水质的有关因素。,,式中：W预测年固体废物排放量，t/a； P固体废物排放系数，t/t产品； S预测年产量，t/a。,工业固废产生量预测,系数预测法,,根据固体废物产生量与产品产量或工业产值的关系，建立一元回归方程，即 式中：y预测年固体废物排放量； x产品产量，或工业产值； a、b系数。,回归分析法,,城市垃圾产生量预测,常用排放系数法、回归分析法和灰色预测法进行，排放系数法如下 式中：W预测年城市垃圾产生总量； f排放系数，kg/（人d）； N预测年人口总数。,,评价方法,等标污染负荷法,指数评价法,,第四节 水环境规划实例,以本溪市新经济开发区水环境规划研究为例， 来说明水环境规划的编制过程。,规划研究内容,在对开发区社会经济、水资源和水环境状况调查的 基础上，进行该区域综合分析，开展水资源现状分 析与评价，及水环境污染现状分析与评价；,进行经济发展与水资源供需分析，以及区域内河流 水污染控制单元划分及其水环境容量的确定；,制定经济开发区水环境污染防治规划；,对开发区近、远期的水环境承载力作出分析。,规 划 技 术 路 线,水环境污染综合防治规划,本溪市开发区位于本溪市区以北约20km2，拟建 面积47.2km2。 本区属温带半湿润半干旱季风气候，多年平均 气温为7.8，多年平均降水量约为800mm。 本区多年平均水资源总量为2570104m3，其 中地下水资源量约为2390104m3，最大可开采量 仅为1673104m3/年。,本溪市经济开发区概况,,开发区内溪流均汇入北沙河。 北沙河贯穿本区，全长117km，总流域面积 1543km2。北沙河开发区段长约15km，该河上游天 然来水量很小，如在平水期高程寨断面流量仅 0.003m3/s。 本河段主要有4个排污口，每天排入河中的废水 量达61384t，BOD5达1520kg。因此，本河段已受 到一定程度的有机污染。,,,本区主导工业：机械加工和医药工业； 设计了三种投资方案的产值规模，通过分析，认为投资假设（中方案）和（高方案）实施的可能性最大。因此，采用这两个方案作为水环境规划的基础。,经济开发区与水环境状态预测,对本区近、远期的水环境状态作了预测，如下 表。,经济开发区与水环境状态预测,表5-1 不同经济发展方案下水环境状态预测,,由表5-1可知，若本区水资源可供量仍维持在 1673104m3/年，则中高方案到2015年时将分别缺 水125.8104t和642.8104t；2025年时将分别缺水 552.3104t和2404104t。 因此，本区在2015年前就应考虑区外引水，否 则水资源短缺将称为其经济持续发展的首要限制因 素。,北沙河水污染控制单元及其水环境容量,水污染控制单元,根据开发区的发展规划以及北沙河的水文特 点，将本区河段划分成三个水污染控制单元，如下 图所示。,通过水质模型的结构识别，我们选择符合一级动力学反应的数学模型来描述BOD5在河流中的衰减规律。模型如下： 式中：kBOD衰减系数，d-1； x控制单元长度，km； v控制单元水流平均速度，km/d。,水质模型,根据各控制单元的设计流量和水质模型参数， 计算了各单元始断面BOD5控制浓度，如下表。,水环境容量,,利用下式计算各控制单元的BOD5容量。 式中：1河流中BOD5背景浓度，mg/L； 2污水中BOD5浓度， mg/L； C始断面控制浓度，mg/L。,则，BOD5的环境容量为q2,,通过对区域水污染控制规划方法、具体控制措 施以及未来本区经济发展的综合分析，设计了两种 规划方案。,水环境污染综合防治规划,供选方案1,2015年建设一座3104t/d处理能力的一级污水处理厂，BOD5去除率40%，排污设计流量为0.316m3/s； 2025年扩建为5104t/d处理能力的二级污水处理厂，BOD5去除率85%，排污设计流量为0.539m3/s。 污水处理厂出水可排入北沙河控制单元或。,供选方案2,2015年建设一座5104t/d处理能力的一级污水处理厂，BOD5去除率40%，排污设计流量为0.544m3/s； 2025年扩建为10104t/d处理能力的二级污水处理厂，BOD5去除率85%，排污设计流量为1.01m3/s。 污水处理厂出水可排入北沙河控制单元或。,规划方案的综合评价,污水处理费用-效益分析,根据规划方案，对污水处理投资费用及运行费用做估算，如表5-3。 对本区建与不建污水处理厂的北沙河水质状况做对比，如表5-4。,表5-3 规划方案中污水处理投资费用与可能投资比较,表5-4 建与不建污水处理厂北沙河水质比较，mg/L,由表5-4可知，建污水处理厂后，第控制单元可以达到地表水类水标准，第、控制单元仍不能达到地表水类水标准。 因此，需要从污水排放和河流自净两方面分析原因并提出对策。,方案可行性分析,水质目标的可达性分析,若本溪经济开发区2011-2025年的工业年平均投 资取9%，污水处理投资取3%，计算结果表明，到 2015年，供选方案和的累计污水处理投资分别 达